Hubble: Alles, was Sie über das Orbitalteleskop wissen müssen

Das Hubble-Teleskop im Orbit
Dies ist das Referenz-Orbital-Teleskop, das 2020 sein 30-jähriges Bestehen feiert. Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein außergewöhnliches wissenschaftliches Abenteuer, ein unglaublicher Erfolg und eine Geschichte voller Wendungen.
Das Hubble-Teleskop, auch HST (Hubble-Weltraumteleskop) genannt, ist ein echter Schlüssel für unser Verständnis des Universums, und zwar von unserem Sonnensystem bis zur entferntesten Galaxie, die jemals entdeckt wurde und 13,37 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. . Die Zahlen, die ihn betreffen, machen dich schnell schwindelig. Mehr als 15.000 Zitate in wissenschaftlichen Artikeln, 30 Dienstjahre, 120 GB Bilder, die täglich auf den Boden übertragen werden, und sechs Shuttle-Missionen … Hubble ist der riesige Beobachtungssprung im Orbit.
Astronauten reparieren das Hubble-Teleskop

Ein Auge im Raum

Hubble ist ein beeindruckendes 13,2 m langes und 4,2 m breites Orbital-Teleskop (Paneele eingesetzt), das aus einem optischen Teil mit einem Hauptspiegel von 2,4 m Durchmesser besteht, der präzise bearbeitet wurde von nur 10 Nanometern! Hinter diesem optischen Teil stehen die wissenschaftlichen Instrumente der Mission: ihre vier Sensoren, die an verschiedene astronomische Bereiche angepasst sind (Hubble „sieht“ in Frequenzbereichen, die größer sind als das menschliche Auge im Infrarot und bis zu Ultraviolett), sowie seine "Sternzeiger", der es ermöglicht, auf einem Ziel gesperrt zu bleiben. Schließlich gibt es noch die Ausrüstung, mit der er sich stabilisieren kann, den Bordcomputer und was seine Daten übertragen sollen. Bis 1999 wurden sie in Hubble selbst auf… Magnetbändern dupliziert!
Dieses sehr große 11-Tonnen-Teleskop, das dank eines Beitrags der jungen europäischen Agentur (ESA) Ende der 1970er Jahre das Licht der Welt erblickte, wurde am 24. April 1990 im großen Frachtraum von in die Umlaufbahn gebracht das amerikanische Space Shuttle Discovery. Es wurde einen Monat später in Dienst gestellt.
Die Messier-82-Galaxie von Hubble

Das unglaubliche Problem

In Wirklichkeit sieht Hubble… verschwommen. Trotz der unglaublichen Präzision, die bei der Herstellung verwendet wurde, müssen sich die Bodenteams wenige Wochen nach der Inbetriebnahme den Tatsachen stellen: Es gibt ein großes Problem. Es ist unmöglich, eine wichtige Bestandsaufnahme der wichtigen Lichtquellen vorzunehmen, Artefakte auf den Bildern… Eine umfassende Untersuchung beginnt. Katastrophe: Der von Perkin-Elmer mit großem Aufwand konstruierte Spiegel ist verzerrt.
Es stellte sich heraus, dass ein Kalibrierungsinstrument, mit dem der Spiegel bearbeitet wurde, einen Fehler aufwies. Während der ersten Tests vor Ort wurden auch ungenaue Ergebnisse gezeigt, aber da das speziell für das Projekt gebaute Instrument als das genaueste der Welt angesehen wurde, wurde die Messung der Tests als falsch angesehen. . 1992 zögerten die Medien nicht, Hubble als echtes Fiasko zu bezeichnen. Eine große Anzahl von Fotos des Universums wurde aufgenommen, und nicht alle werden übersehen, aber diejenigen, die entfernte Lichtquellen betreffen, sind verschwommen. Schuld daran sind 22 Mikrometer Fehler!
Schlimmer noch: Der Hubble-Spiegel kann nicht geändert werden, er ist der Hauptteil. Einige Aufnahmen deuten auf eine Rückgabe des Teleskops über das Shuttle oder sogar auf die Herstellung einer Nachbildung hin. Aber die Forscher werden durchhalten, unterstützt von den Ingenieurteams. Können wir den Spiegel nicht reparieren? Der Fehler an den Messgeräten muss daher korrigiert werden! Dies wurde 1993 während der ersten Dienstmission für Hubble erreicht. Der Primärsensor wird durch einen Sensor ersetzt, der die Verformung enthält, während ein Instrument namens COSTAR zwei Sekundärspiegel verwendet, um den Defekt für andere Hubble-Instrumente zu beseitigen.
Das Lustige ist zu hören und zu lesen, dass Hubble repariert wurde, wenn es umgekehrt ist: Alle Instrumente wurden angepasst, um den Fehler zu berücksichtigen und ihn zu beseitigen.
Jupiter und sein Mond Ganymed von Hubble gesehen

Ein paar kleine Entdeckungen

Das Hubble-Teleskop ist ein unglaublich flexibles Instrument. In 30 Jahren wurde es für viele verschiedene Studien verwendet. In unserem Sonnensystem konnte er beispielsweise einige erdnahe Asteroiden beobachten, aber auch alle Planeten außer Merkur, die Wolken des Jupiter (insbesondere den Aufprall auf den Kometen Shoemaker-Levi 9), seine Monde und Geysire Enceladus um Saturn, die Stürme auf Uranus und Neptun. Er konnte vier der fünf Monde von Pluto und Arrokoth entdecken, dem entferntesten Objekt, das jemals von einer Sonde geflogen wurde. Hubble ist an der Entdeckung der meisten Zwergplaneten im Kuipergürtel beteiligt und „jagt“ regelmäßig den potenziellen Planeten 9.
Hubble ist aber auch das außergewöhnliche Bild benachbarter Sterne, Gaswolken, Supernovae, Sternenkindergärten und Galaxien, dank der Bilder, die wir das „Hubble-Tiefenfeld“ nennen. Hubble, dies sind Daten, die wesentlich waren, um das Alter des Universums, seine Expansion, die Wirkung supermassiver Schwarzer Löcher, die Masse und Größe der Milchstraße oder die Auswirkungen von Gravitationslinsen abzuschätzen. Und dann sind dies natürlich Bilder, deren auffällige Schönheit Generation für Generation von Jung und Alt, Wissenschaftlern und einfachen Beobachtern inspiriert hat.
Jeder helle Punkt in diesem Bild ist eine Galaxie!

Ende der Reparaturen

Wenn Hubble heute noch aktiv ist, verdankt es fünf außergewöhnlichen Missionen und den Fähigkeiten der amerikanischen Shuttles. Diese Missionen in den Jahren 1993, 1997, 1999, 2002 und 2009 retteten Hubble nicht nur, indem sie sich an seinen Spiegelfehler anpassten, sondern indem sie fast alle Instrumente ersetzten und verbesserten, um an der Spitze der frühen astrophysikalischen Entdeckungen zu bleiben. das 21 ^st Jahrhunderts. Die letzte STS-125-Mission, die normalerweise nach der Columbia-Katastrophe nicht hätte stattfinden dürfen (die Shuttles konnten nur zur ISS fahren), ermöglichte es, dem alternden Teleskop ein maximales Potenzial zu verleihen, insbesondere durch Ersetzen seines Teleskops Sechs Kreiselräder, die es ihm ermöglichen, sich sehr genau auszurichten (um ihr Potenzial zu sparen, werden jeweils nur zwei verwendet).
Die Bodenteams halten zehn Jahre nach der letzten Reparatur manchmal den Atem an: Trotz seiner außergewöhnlichen Ergebnisse und ihrer jüngsten Beiträge zur Astronomie (Hubble beobachtete beispielsweise den interplanetaren Kometen 2i / Borisov) wird das Teleskop eines Tages ausfallen . Oder wird sich nicht mehr orientieren können. Ohne Shuttles und geeignete Robotermittel ist Hubble zum Scheitern verurteilt. Die Teams hoffen, es bis dahin weiter zu schonen und seinen „Nachfolger“, das James Webb-Teleskop (JWST), im Jahr 2021 in Betrieb zu nehmen.